BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang tinjauan pustaka yang erat kaitannya dengan penyelesaian masalah yang melingkupi pendahuluan, sejarah singkat berdirinya Gedung Pemerintah Kota Tangerang, dasar teori manajemen energi dan audit energi, kualitas beban listrik, dan pengkondisian udara.
2.2 SEJARAH SINGKAT BERDIRINYA GEDUNG PUSAT PEMERINTAH
KOTA TANGERANG
2.2.1 Pusat Pemerintahan Kota Tangerang
Pembangunan Kota Administratif Tangerang secara makro berpijak pada kebijaksanaan pembangunan berdasarkan prioritas tahapan Repelita dimulai sejak Pelita I sampai dengan Pelita V. Selain bertitik tolak dari prioritas tersebut, ada beberapa faktor pendorong dan faktor penarik diantaranya berdasarkan undang-undang Nomor 14 Tahun 1950 Kota Tangerang ditetapkan sebagai Ibukota Kabupaten, pesatnya pertumbuhan ekonomi yang memungkinkan dapat memperbaiki kualitas kehidupan, masih banyak tersedianya sumber daya alam sehingga dapat menarik investor yang dapat menyerap lapangan kerja baru.
Sedangkan dalam lingkup Jabotabek sesuai dengan Instruksi Presiden Nomor
13 Tahun 1976, Tangerang termasuk wilayah pengembangan Jabotabek yang dipersiapkan untuk mengurangi ledakan penduduk DKI Jakarta, mendorong kegiatan perdagangan dan industri yang berbatasan dengan DKI Jakarta, mengembangkan pusat-pusat pemukiman dan mengusahakan keserasian pembangunan antara DKI Jakarta dengan daerah yang berbatasan langsung (Tangerang Kota 2014).
2.3 MANAJEMEN ENERGI DAN AUDIT ENERGI
Manajemen energi didefinisikan sebagai pendekatan sistematis dan terpadu untuk melaksanakan pemanfaatan sumber daya energi secara efektif, efisien dan rasional tanpa mengurangi kuantitas maupun kualitas fungsi utama gedung. Langkah pelaksanaan manajemen energi yang paling awal adalah audit energi. Audit energi ini meliputi analisis profil penggunaan energi, mengidentifikasi pemborosan energi dan menyusun langkah pencegahan. Dengan audit energi, dapat diperkirakan energi yang dikonsumsi sehingga dapat diketahui pengematan yang bisa dilakukan. (Hilmawan, 2009)
Berdasarkan hasil survei yang telah dilakukan, diperoleh indikasi yang menunjukkan peluang penghematan energi disektor bangunan gedung komersial cukup besar, yaitu mencapai 10% sampai dengan 30%.
Tabel 2.1 Potensi Konservasi energi diberbagai sektor (EBTKE-ESDM 17 September 2014)
Bangunan gedung merupakan salah satu sektor negara dengan konsumsi energi 23% dari konsumsi energi total seluruh sektor (Saptono, 2010). Audit energi yang paling mudah dilakukan adalah pada penggunaan listrik suatu bangunan. Data yang dibutuhkan adalah luas total bangunan, tingkat pencahayaan ruang, intensitas daya terpasang, konsumsi energi, juga biaya energi bangunan. Dari prosedur audit yang telah dilakukan selama ini, ada sejumlah aksi yang direkomendasikan. Misalnya dengan menseting thermostat ke angka tertentu untuk mendapatkan pengehematan pada suatu ruangan dengan AC (Magdalena, 2009).
Biaya operasional perkantoran dan industri untuk penggunaan energi saat ini mencapai rata-rata 30 - 40 persen dari total biaya energi yang digunakan (kompas, 2008). Melalui program audit energi, penggunaan energi tersebut umumnya masih dapat ditekan. Bahkan, hanya dengan perubahanperilaku, penghematan bisa dicapai minimal 5 persen. (Abbas, 2004) mengemukakan bahwa hasil audit mereka lakukan di Gedung Plaza Permata Jakarta bisa menghemat energi hingga 15,08 persen. Berdasarkan analisis teknologi efisiensi energi, jika Electrical Energy Management
(EEM) pada suatu industri dapat terlaksana dengan baik, maka sejumlah besar energi dapat disimpan dan bisa dikonversi untuk kebutuhan lain. (Muhamed dan Khan, 2008)
2.2 Definisi Energi
Energi adalah sesuatu yang bersifat abstrak yang sukar dibuktikan tetapi dapat dirasakan adanya. Menurut definisi dalam Undang-undang Republik Indonesia No. 30 Tahun 2007, energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja yang dapat berupa panas, cahaya, mekanika, kimia, dan elektromagnetika. Misalnya energi panas (kalori) hasil pembakaran bahan bakar minyak (BBM) mampu menggerakkan poros mesin kendaraan. Selanjutnya lewat mekanisme tertentu energi putaran mesin ditransfer ke roda-roda kendaraan. Akhirnya kendaraan tersebut melaju di jalan-jalan. Energi primer ialah energi yang ‘disediakan’ langsung oleh alam kemudian manusia memanfaatkannya secara langsung atau mengkonversikannya ke dalam bentuk energi lain. Tiba di rumah-rumah pemukiman atau perkantoran, listrik tersebut bisa menyalakan lampu, menyalakan pendingin ruangan, memanaskan alat-alat listrik, dan mendinginkan lemari es (Klasifikasi Sumber Energi 2009/11).
Oleh karena itu perlu dipahami berbagai satuan yang sering digunakan dalam menyatakan besar atau jumlah dari suatu besaran. Untuk menyatakan jumlah material, ada beberapa besaran yang dapat digunakan, yaitu:
• Massa, dengan satuan kg, lbm, ton dan sebagainya. • Volume, dengan satuan liter, m3, gallon dan sebagainya.
Untuk menyatakan jumlah energi, ada beberapa satuan yang digunakan, misalnya joule, ft.lbf, kWh, BTU dan sebagainya. Satuan joule merupakan satuan standart initernasional (SI) yang biasa digunakan untuk semua bentuk energi.
Sedangkan kWh adalah satuan yang biasa digunakan untuk menyatakan energienergi listrik, ft.lbf adalah satuan yang biasanya digunakan untuk menyatakan energi termal.
Gambar 2.2 Energi Pokok Sistem Tenaga Listrik (Zulhal, 1995)
2.3 KONSERVASI ENERGI
Konservasi energi merupakan langkah kebijaksanaan yang pelaksanaannya paling mudah dan biayanya paling murah, serta sekarang juga dapat dilaksanakan oleh seluruh lapisan masyarakat. Kebijakan energi ini dimaksudkan untuk memanfaatkan sebaik-baiknya sumber energi yang ada, juga dalam rangka mengurangi ketergantugan minyak bumi, dengan pengertian bahwa konservasi energi tidak boleh menjadi penghambat kerja operasional maupun pembangunan yang telah direncanakan. Hal ini tertuang dalam Instruksi Presiden (Inpres) No. 9 tahun 1982 tertanggal 7 April 1982, yang dikeluarkan oleh Pemerintah Republik Indonesia, tentang Konservasi Energi. Inpres ini terutama ditujukan terhadap pencahayaan gedung, AC, peralatan dan perlengkapan kantor yang menggunakan listrik, dan kendaraan dinas. Inpres No. 9 tahun 1982 tersebut kemudian diperkuat dengan Keppres No. 43 tahun 1991 tantang Konservasi energi, yang isinya merinci lebih jauh petunjuk langkah-langkah konservasi energi melalui:
Kampanye hemat energi.
Diklat konservasi.
Peragaan dan contoh peralatan hemat energi.
Litbang teknologi konservasi.
Pengembangan sistem audit energi, identifikasi potensi peningkatan efisiensi.
Keppres No. 43 tahun 1991 ini, selain mencakup aspek teknis, juga mencakup aspek pelaksanaan dan implementasi seperti kebijakan di bidang investasi, perkreditan, serta harga dan tarif energi. Selanjutnya Inpres No. 10 tahun 2005, tentang penghematan energi, dikeluarkan dengan mempertimbangkan potensi ancaman krisis energi listrik karena pasokan listrik yang tersedia, yaitu kapasitas terpasang, tidak mampu mengimbangi pertumbuhan permintaan konsumsi listrik nasional dengan pertumbuhan ratarata 7% pertahun. Kebutuhan energi listrik dari dua sektor utama yaitu rumah tangga dan industri, bahkan mengalami peningkatan dengan laju kenaikan rata-rata 10% – 15% pertahun (Yasef, Dhifa, TA. 2008).
2.4 Audit Energi
Audit energi adalah menguji penggunaan energi yang sedang berlangsung pada suatu fasilitas dan mencari alternatif lain untuk mengurangi biaya penggunaan energi. Audit energi suatu gedung adalah suatu survey terorganisir di satu gedung tertentu untuk mengidentifikasi dan mengukur semua penggunaan energi, menentukan sumber pemborosan energi, dan menentukan peluang penghematan energi (ECO = Energy Conservation Opportunities) Audit energi ini merupakan dokumentasi spesifik atas berbagai bentuk energi yang digunakan selama rentang waktu tertentu, biasanya untuk satu tahun (Erlinda, 2008).
2.4.1 Tujuan Audit Energi
Tujuan audit energi adalah mengetahui penggunaan energi aktual gedung serta mengetahui pilihan ECO yang paling tepat.
a. Pemeriksaan sistem energi secara berkala untuk memastikan bahwa energi tersebut digunakan seefisien mungkin.
b. Identifikasi pemborosan energi, potensi dan peluang penghematan serta menetapkan langkah-langkah penyempurnaan ditindak lanjuti dengan langkah nyata untuk merealisasikan potensi penghematan energi. c. Memperkirakan berapa potensi nilai manfaat finansial yang diperoleh
dari penghematan tersebut. d. Merupakan top-down initiative.
e. Hasil audit energi tersebut bergantung pada resources yang dialokasikan oleh top management.
f. Dalam audit energi sama halnya dengan laporan keuangan dan pemeriksaan. Audit energi ini merupakan dokumentasi spesifik atas berbagai bentuk energi yang digunakan selama rentang waktu tertentu, biasanya untuk satu tahun.
g. Merupakan suatu prosedur sistematis yang dilakukan secara terbatas hanya pada gedung, situs, atau objek tertentu, yang bertujuan untuk:
• Mengidentifikasi dan mengukur penggunaan energi. • Menentukan sumber pemborosan energi.
• Menentukan peluang penghematan energi yang paling tepat (ECO = Energy Conservation Opportunities).
• Melaporkan temuan yang didapat.
2.4.2 Keuntungan Audit Energi
a. Meningkatkan pengetahuan tentang efisiensi energi. b. Mengidentifikasi biaya energi yang digunakan.
c. Mengidentifikasikan dan meminimumkan hal yang terbuang.
d. Membuat perubahan prosedur, peralatan, dan sistem untuk menyimpan energi.
e. Menghematkan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui.
f. Menjaga lingkungan dengan mengurangi pembangkitan tenaga.
g. Mengurangi running costs.
2.4.3 Tingkat Audit Energi
Audit energi secara garis besar dapat dibagi dalam 3 tingkat: a. Tingkat I Penaksiran selintas:
Merupakan penaksiran penggunaan energi suatu system menganalisis rekening energi sistem atau dengan melakukan survey sederhana atas sistem.
Analisis energi pada tingkat ini dapat mengidentifikasi pilihan-pilihan ECO tanpa biaya atau berbiaya sangat rendah, dengan analisis penghematan dan biayanya.
b. Tingkat II Survey dan analisis energi:
Mencakup suatu survey sistem yang lebih mendetail dan analisis energi untuk setiap bagian dalam sistem.
Tingkatan audit ini mengidentifikasi, menghasilkan analisis penghematan dan analisis biaya dari semua tindakan penghematan praktis yang masih memenuhi kriteria pemilik/pengelola, bersama dengan pembahasan mengenai prosedur operasi dan pemeliharaan.
Dan memberikan daftar ECO yang layak diperhatikan. c. Tingkat III Analisis mendetail atas modifikasi padat modal
Tingkat audit ini membutuhkan pengumpulan data dan analisis teknik yang lebih mendetail untuk proyek-proyek padat modal yang telah diidentifikasi di Tingkat II.
Tingkat ini memberikan informasi penghematan dan biaya proyek yang lebih mendetail dengan tingkat akurasi yang tinggi, dan layak sebagai dasar pengambilan keputusan proyek-proyek bermodal besar.
2.4.4 Analisa Tagihan
a. Audit harus dimulai dengan analisa yang detail dari tagihan energi selama dua belas bulan yang lampau.
b. Data tagihan energi harus dianalisa dengan sumber enrgi dan lokasi tagihan.
Letak Geografis/Derajat Harian/Data Cuaca Derajat panas harian dan derajat dingin harian.
Layout Fasilitas.
Waktu Operasi.
2.4.5 Ruang Lingkup Audit Energi
Perlibatan semua level-top managemen hingga staff dalam penentuan ruang lingkup kerja dan ketersdiaan sumber daya untuk mengadakan audit energi.
Meliputi area yang di audit, tingkat pengalaman, kebutuhan untuk pelatihan dan kebutuhan untuk meningkatkan organisasi dan manjemen.
2.4.6 Karakteristik Pemakaian Energi Listrik Pada Gedung
a. Umumnya untuk mengarahkan:
AC
Lighting
Peralatan
Sistem Keamanan
Peralatan lain
b. Karakteristik setiap gedung berbeda
c. Hasil penelitian penggunaan energi pada beberapa bangunan d. Dari data hasil penelitian dilakukan:
AC konsumsi
Di ikuti untuk penerangan
d. Untuk penghematan dilakukan benchmarking IKE dengan penggunaan energy
aktual.
2.4.7 Proses Audit Energi
Adapun Audit Energi awal antara lain adalah: Data-data yang diperlukan pada audit energi awal meliputi:
a. Dokumentasi bangunan
Denah bangunan seluruh lantai
Diagram garis tunggal listrik, lengkap dengan penjelasan penggunaan daya listriknya dan besarnya sambungan daya dari PLN serta besarnya daya listrik cadangan dari Diesel Generating Set (Genset).
Pembayaran rekening listrik bulanan bangunan gedung selama satu tahun terakhir dan rekening pembelian bahan bakar minyak (bbm). b. Tingkat hunian bangunan (occupancy rate). Menghitung besarnya Intensitas
Konsumsi Energi (IKE) gedung.
Rumus:
(2.1)
(Health Information Physicians) (Huffman Edna, 1994)
Berdasarkan data bangunan dan data energi seperti disebutkan diatas dapat dihitung:
• Rincian luas bangunan dan luas total bangunan (m2).
• Daya listrik total yang dibutuhkan.
• Daya listrik terpasang per m2 luas lantai untuk keseluruhan bangunan.
• Intensitas Konsumsi Energi bangunan. • Biaya pemakaian energi bangunan.
𝑂𝑐𝑟 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑡𝑒𝑟𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖
Gambar 2.3 Prosedur Audit Energi (Mitra Jasa Teknik, 2015)
Intensitas Konsumsi Energi (IKE) listrik merupakan istilah yang digunakan untuk mengetahui besarnya pemakaian energi pada suatu sistem (bangunan). Namun energi yang dimaksudkan dalam hal ini adalah energi listrik. Pada hakekatnya Intensitas Konsumsi Energi ini adalah hasil bagi antara konsumsi energi total selama periode tertentu (satu tahun) dengan luasan bangunan. Satuan IKE adalah kWh/m2 per
tahun. Pemakaian IKE ini telah ditetapkan di berbagai negara antara lain ASEAN dan APEC.
Menurut hasil penelitian yang dilakukan oleh ASEAN-USAID pada tahun 1987 yang laporannya baru dikeluarkan tahun 1992, target besarnya Intensitas Konsumsi Energi (IKE) listrik untuk Indonesia adalah sebagai berikut: (Direktorat Pengembangan Energi).
a. IKE untuk perkantoran (komersil) : 240 kWh/m2 per tahun
b. IKE untuk pusat belanja : 330 kWh/ m2 per tahun
c. IKE untuk hotel / apartemen : 300 kWh/ m2 per tahun
d. IKE untuk rumah sakit : 380 kWh/ m2 per tahun
Audit energi rinci dilakukan apabila nilai IKE bangunan lebih besar dari target nilai IKE standar.Rekomendasi yang disampaikan oleh Tim Hemat Energi (THE) yang dibentuk oleh pemilik/pengengola bangunan gedung dilaksanakan sampai diperolehnya nilai IKE sama atau lebih kecil dari target nilai IKE standar untuk bangunan di Indonesia dan selalu diupayakan untuk dipertahankan atau diusahakan lebih rendah di masa mendatang.
2.5 SISTEM PENERANGAN
Audit energi rinci dilakukan apabila nilai IKE bangunan lebih besar dari target nilai IKE standar. Rekomendasi yang disampaikan oleh Tim Hemat Energi (THE) yang dibentuk oleh pemilik/pengengola bangunan gedung dilaksanakan sampai diperolehnya nilai IKE sama atau lebih kecil dari target nilai IKE standar untuk bangunan di Indonesia dan selalu diupayakan untuk dipertahankan atau diusahakan lebih rendah di masa mendatang (Grasindo, Teknik pencahayaan, 1991).
2.5.1 Definisi dan Istilah yang Umum Digunakan
Pencahayaan alami adalah cahaya yang bersumber dari sinar matahari. Cahaya matahari mempunyai gelombang antara 290 hingga 2300 nm dan mempunyai spectrum lengkap dari ungu-ultra hingga merah-infra. Mata manusia paling peka terhadap cahaya kuning (550nm). Cahaya langit (sky light) adalah cahaya bola langit. Cahaya inilah yang dipakai untuk penerangan alami ruangan, bukan sinar langsung matahari. Sinar langsung matahari akan sangat menyilaukan dan membawa panas, sehingga tidak dipakai untuk menerangi ruangan (Grasindo 1991, Teknik Pencahayaan). Dalam pembicaraan kuantitatif cahaya, kita akan menemukan istilah-istilah sebagai berikut:
a. Lumen adalah Satuan flux cahaya yang dipancarkan didalam satuan unit sudut
candela. Satu lux adalah satu lumen per meter persegi. Lumen (lm) adalah kesetaraan fotometrik dari watt, yang memadukan respon mata “pengamat standar”. 1 watt = 683 lumens pada panjang gelombang 555 nm.
b. Luminaire adalah satuan cahaya yang lengkap, terdiri dari sebuah lampu atau
beberapa lampu, termasuk rancangan pendistribusian cahaya, penempatan dan perlindungan lampulampu, dan dihubungkannya lampu ke pasokan daya. c. Lux merupakan satuan metrik ukuran cahaya pada suatu permukaan. Cahaya
rata-rata yang dicapai adalah rata-rata tingkat lux pada berbagai titik pada area yang sudah ditentukan. Satu lux setara dengan satu lumen per meter persegi. d. Footcandle satuan pengukuran iluminasi (level cahaya) pada suatu permukaan.
Satu footcandle setara dengan satu lumen per kaki kuadrat.
e. Intensitas Cahaya dan Flux satuan intensitas cahaya I adalah candela (cd) juga
dikenal dengan international candle. Satu lumen setara dengan flux cahaya,
yang jatuh pada setiap meter persegi (m2) pada lingkaran dengan radius satu
meter (1m) jika sumber cahayanya isotropik 1-candela (yang bersinar ke
seluruh arah) merupakan pusat isotropik lingkaran.
f. Luminance karakteristik fisik yang bergantung pada jumlah cahaya yang jatuh
pada permukaan obyek dan dipantulkan. Luminance dapat diukur dengan
menggunakan photometer.
g. Reflectance merupakan perbandingan antara cahaya yang dipantulkan oleh
suatu benda yang dinyatakan dalam persen.
2.5.2 Jenis-Jenis Sistem Pencahayaan
Pencahayaan alami siang hari dimaksud untuk mendapatkan pencahayaan dalam bangunan pada siang hari dari cahaya alami dan memberikan lingkungan visual yang menyenangkan dan nyaman dengan kualitas cahaya yang mirip dengan kondisi alami di luar bangunan. Disamping itu juga dapat mengurangi atau meniadakan pencahayaan buatan sehingga dapat mengurangi penggunaan energi listrik (Ikhwanudin & Ashari Aziz, 2010) . Macam-macam jenis lampu berdasarkan cara kerjanya, lampu dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok antara lain:
a. Lampu Pijar
Lampu pijar sering disebut sebagai lampu panas karena sebagian listrik berubah menjadi panas dan sebagian lagi berubah menjadi energi cahaya. Lampu pijar sangat tidak efisien apabila untuk mengenali warna dan juga dapat mengeluarkan panas hingga 600C, hal ini membuat ketidaknyamanan dalam bekerja.
Gambar 2.4 Lampu Pijar dan Diagram Aliran Energi Lampu Pijar (Rofa Yulia Azhar, 2015)
b. Lampu Incandescent dan Lampu Hallogen
Lampu jenis incandescent ini lebih di kenal masyarakat dengan sebutan lampu DOP, termasuk lampu yang ditemukan oleh Thomas Alva Edison pertama kali.
Sedangkan lampu jenis Halogen (Tungsten Halogen Lamps) merupakan
pengembangan dari lampu Incandescent tersebut sehingga prinsip kerja kedua lampu ini sama.
c. Lampu Fluorescent
Lampu fluorescent lebih dikenal oleh masyarakat Indonesia dengan istilah lampu TL. Lampu ini dikembangkan sejak tahun 1980, prinsip kerjanya menggunakan media gas mineral fluor yang berfungsi untuk menghasilkan cahaya, dimana energi listrik akan membangkitkan gas di dalam tabung lampu sehingga akan timbul sinar ultra violet, dari sinar ultra violet itu akan menimbulkan phosphors yang kemudian akan bercampur dengan mineral lainnya yang telah dilukiskan pada tabung lampu sehingga akan timbul cahaya. Phosphors didesain untuk meradiasikan cahaya putih sehingga sebagaian besar lampu model jenis ini berwarna putih.
Gambar 2.5 Konstruksi Lampu Fluorescent (Arnold Edward, Lamps and Lighting, London 1983)
d. Lampu Neon
Lampu neon, 3 hingga 5 kali lebih efisien daripada lampu pijar standar dan dapat bertahan 10 hingga 20 kali lebih awet. Dengan melewatkan listrik melalui uap gas atau logam akan menyebabkan radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan komposisi kimia dan tekanan gasnya. Tabung neon memiliki uap merkuri bertekanan rendah, dan akan memancarkan sejumlah kecil radiasi biru/ hijau, namun kebanyakan akan berupa UV pada 253,7nm dan 185nm.
Gambar 2.6 Lampu Neon
(Hamdi Ikhwan, 2015)
e. Lampu Neon Yang Kompak
Lampu neon kompak yang tersedia saat ini membuka seluruh pasar bagi lampu neon. Lampu-lampu ini dirancang dengan bentuk yang lebih kecil yang dapat bersaing dengan lampu pijar dan uap merkuri di pasaran lampu dan memiliki
bentuk bulat atau segi empat. Produk di pasaran tersedia dengan gir pengontrol yang sudah terpasang (GFG) atau terpisah (CFN).
Gambar 2.7 Lampu Kompak (CFL) (Hestianingsih, 2012)
f. Lampu Uap Merkuri
Lampu uap merkuri merupakan model tertua lampu HID. Walaupun mereka memiliki umur yang panjang dan biaya awal yang rendah, lampu ini memiliki efficacy yang buruk (30 hingga 65 lumens per watt, tidak termasuk kerugian balas) dan memancarkan warna hijau pucat. Isu paling penting tentang lampu uap merkuri adalah bagaimana caranya supaya digunakan jenis sumber HID atau neon lainnya yang memiliki efficacy dan perubahan warna yang lebih baik. Lampu uap merkuri yang bening, yang menghasilkan cahaya biru-hijau, terdiri dari tabung pemancar uap merkuri dengan elektroda tungsten di kedua ujungnya.
Gambar 2.8 Lampu Uap Merkuri dan Diagram Alir Energinya
g. Lampu LED ( Light Emiting Diodes)
Light Emiting Diodes (LED) merupakan elektroluminasi yaitu emisi cahaya yang disebabkan akibat interaksi dari sebuah medan listrik dengan benda yang solid. Lampu LED ini dikembangkan sejak tahun 1962 ketika ditemukan bahwa ketika hubungan Galium Arsenide dibiaskan arah maju (forward) merupakan radiasi emitter yang sangat efisien. Penggunaan lampu LED salah satunya adalah sebagai lampu indicator pada berbagai peralatan elektronik.
Gelombang yang dapat terlihat oleh manusia itulah yang selanjutnya merupakan cahaya yang dihasilkan oleh lampu.
Gambar 2.9 Komposisi Spektrum Cahaya. (Paschal, J.Step by Step Guide To Lighting. 1998) 2.5.3 Control Gear (BALLAST)
Control Gear yang digunakan untuk mengoperasikan lampu fluoresensi disebut ballast. Lampu fluoresensi bergantung pada pelepasan elektron yang terkait pada gas untuk menghasilkan cahaya. Jadi diperlukan pengendalian arus elektroda supaya lampu tidak rusak. Oleh karena itu, ballast disamping harus dapat mengendalikan energi untuk memanaskan katoda lampu sampai temperatur emisi sebelum start juga harus menyiapkan impedansi untuk membatasi arus pelepasan elektron seperti yang terlihat pada gambar.
Gambar 2.10 Lingkaran Kapasitas (Leading Ballast Circuit)
(Rod Elliot, 2007)
Bila kapasitor diletakkan seri dengan ballast maka arus sirkuit mendahului (leading) tegangan, sedangkan pada lingkaran induktif arus sirkuit berada dibelakang tegangan (lagging) karena ballast berfungsi sebagai kumparan (coil). Pada gambar 2.6 dijelaskan kombinasi antara lingkaran induktif (lagging) tanpa kapasitor dengan lingkaran kapasitas (leading) dapat menghasilkan lead/lag power factor.
Gambar 2.11 Lingkaran Induktif dan Kapasitif (duo circuit lead/lag)
(Rod Elliot, 2007)
Keuntungan lingkaran gabungan ini adalah mengurangi efek stroboscopic (flickering) sampai batas yang dapat diabaikan dan mengoreksi power factor menjadi diatas 90%.
2.5.4 Konsumsi Pemakaian Daya Lampu
Untuk lampu tubular fluoresensi 18 watt kira-kira konsumsi daya listrik termasuk ballast konvensional menjadi 30 watt, sedangkan untuk 36 watt dan 58 watt konsumsinya termasuk ballast masing-masing 46 watt dan 71 watt.
Disamping itu, perlu diperhitungkan bahwa mekanisme alat pengendalian yang memakai kumparan (coil control gear) memerlukan arus yang lebih tinggi pada waktu
start. Dalam lingkaran induktif arus start lebih kurang 1,5 kali arus operasi normal. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat pada tabel 2.1 dibawah ini berdasarkan pemakaian ballast dari (Artolite).
Tabel 2.1 Perbandingan Pemakaian Ballast
(Artolite, Jakata, 1991)
Untuk mencapai hal tersebut SNI merekomondasikan perhitungm dilakukan dengan perhitungan metode CLTD (SNI 03-6390- 2000, pasal 4.2.3.1), cara ini juga diperkenalkan oleh ASHRAE dan merupakan cara perhitungan yang akurat. Untuk perhitungan yang sangat akurat ditambahkan faktor pembayangan.
Berikut ini tingkat pencahayaan rata-rata, renderansi dan temperatur warna yang direkomendasikan:
Tabel 2.2 Tingkat Pencahayaan rata-rata, renderansi dan temperatur warna yang direkomendasikan (1)
(Artolite, Jakarta, 1991)
Tabel 2.3 Tingkat Pencahayaan rata-rata, renderansi dan temperatur warna yang direkomendasikan (2)
Tabel 2.4 Daya Listrik Maksimum Untuk Pencahayaan (Artolite, Jakarta, 1991)
2.6 SISTEM PENGKONDISIAN UDARA
Air conditioner (AC) merupakan sebuah alat yang mampu mengkodisikan udara. Dengan kata lain, AC berfungsi sebagai penyejuk udara. Penggunaan AC dimaksudkan untuk meperoleh temperature udara yang diinginkan (sejuk atau dingin) dan nyaman bagi tubuh. Proses mendinginkan atau menurunkan temperatur udara perlu dilakukan ketika temperatur udara di dalam dan luar ruangan tinggi (panas). Sebaliknya, proses memanaskan atau menaikkan temperatur udara dilakukkan ketika temperatur didalam dan luar ruangan sangat rendah (dingin). Sebisa mungkin perbedaan temperatur antara udara didalam dan luar ruangan tidak melebihi 80C,
sebab bagi sebagian orang perubahan temperatur cenderung menimbulkan efek terhadap tubuh, seperti migrant atau sakit kepala. Agar tubuh merasa nyaman, sebaiknya temperatur ruangan diatur atara 24-26 0C (Merawat dan Memperbaiki AC
Gambar 2.12 Typical Perpindahan Panas pada Ruangan ber-AC (National Elektronik 2014)
Ada beberapa putaran perpindahan panas yang terjadi dalam sistem refrigerasi, refrigerant udara seperti tampak dalam gambar diatas (Sugiyono & Ir Sumpena). Energi panas bergerak dari kiri ke kanan yakni diserap dari ruangan dan dilepaskan ke luar ruangan melalui tiga putaran perpindahan panas yaitu:
1. Putaran udara dalam ruangan. Pada putaran sebelah kiri, udara dalam ruangan di hembuskan oleh kipas udara melalui fan coil unit (FCU), dimana udara
panas di transfer ke refrigerant dingin. Udara dingin kemudian mendinginkan
ruangan.
2. Putaran refrigerant dengan menggunakan penukar phasa refrigerant,
kompresor chiller memompa panas dari air dingin ke kondensor udara.
3. Putaran kondensor udara, kipas udara memaksa udara melalui aliran terbuka ke kisi-kisi kondensor ke luar ruangan, udara menyerap panas dari kondensor
chiller.
2.8.1 Faktor Pemilihan Sistem Pengkondisian Udara
1. Faktor kenyamanan
Faktor kenyamanan dalam ruangan sangat tergantung pada beberapaparameter yang bisa diatur oleh sistem pengkondisian udara. Parameter ituantara lain meliputi temperatur bola basah dan bola kering dari udara, aliran udara, kebersihan udara, bau, kualitas ventilasi maupun tingkat kebisingannya. Semua parameter di atas diatur sesuai dengan kondisi kerja yang terjadi pada ruangan yang dikondisikan. Dari sudut pandang kenyamanan, maka sistem pengkondisian udara yang baik adalah sistem
Udara
Suplai Udara Kompresor Kipas Angin
Condenser Evaporator FCU Udara Ruang AC R e fr ig e ra n t
yang mampu menciptakan kondisi nyaman yang merata pada semua komponen yang dikondisikan dalam ruangan.
2. Faktor ekonomi
Faktor ekonomi yang menjadi pertimbangan antara lain adalah biaya awal untuk pemasangan serta biaya operasi dan perawatan untuk sistem setelah peralatan itu difungsikan. Dari sudut pandang faktor ekonomi, suatu sistem pengkondisian udara yang baik adalah dengan biaya total serendah-rendahnya.
3. Faktor operasi dan perawatan
Faktor yang secara umum yang menjadi pertimbangan adalah faktor konstruksi yang mudah dimengerti susunan dan cara menjalankannya. Secara lebih detail hal ini terkait dengan beberapa kontruksi yang sederhana, tingkat efisiensi yang tinggi, mudah dalam perawatan, mudah direparasi jika terjadi kerusakan, dapat melayani perubahan kondisi operasi.
2.8.2 Proses Pengkondisian Udara FCU
1. Kondisi udara dalam ruangan dapat dalam keadaan sangat dingin, panas, lembab, kering, kecepatan udara tinggi atau tidak ada gerakan udara (Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia).
2. Udara dingin digerakkan oleh Fan masuk reducting (saluran udara) dan
melalui out let (lubang keluar) udara masuk ke dalam ruangan. Udara dari
dalam ruangan kembali ke return out let (grill/lubang isap) masuk ke ducting return (saluran kembali) dan melalui filter untuk pembersihan udara masuk
melewati celah-celah/permukaan coil evaporator (koil pendinginan) dan
kembali digerakkan Fan (kipas udara). 2.8.3 Prinsip Kerja Ac
Air Conditioner (AC) merupakan sebuah alat yang digunakan untuk pengkondisian udara didalam ruangan. Secara garis besar prinsip kerja air conditioner adalah sebagai berikut:
Gambar 2.13 Komponen AC Split (Hengki Irawan, 2013)
Dari gambar diatas dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Udara di dalam ruangan dihisap oleh kipas sentrifugal yang ada dalam evaporator dan udara bersentuhan dengan pipa coil yang berisi cairan refrigerant. Dalam hal ini refrigerant akan menyerap panas udara sehingga udara menjadi dingin dan refrigerant akan menguap dan dikumpulkan dalam penampung uap.
2. Tekanan uap yang berasal dari evaporator disirkulasikan menuju kondensor, selama proses kompresi berlangsung, temperatur dan tekanan uap refrigerant menjadi naik dan ditekan masuk ke dalam kondensor.
3. Untuk menurunkan tekanan cairan refrigerant yang bertekanan tinggi digunakan katup ekspansi untuk mengatur laju aliran refrigerant yang masuk dalam evaporator.
4. Pada saat udara keluar dari condensor udara menjadi panas. Uap refrigerant memberikan panas kepada udara pendingin dalam condensor menjadi embun pada pipa kapiler. Dalam mengeluarkan panas pada condensor, dibantu oleh kipas propeller.
5. Pada sirkulasi udara dingin terus-menerus dalam ruangan, maka perlu adanya thermostat untuk mengatur suhu dalam ruangan atau sesuai dengan keinginan. 6. Udara dalam ruang menjadi lebih dingin dibanding diluar ruangan sebab udara
di dalam ruangan dihisap oleh sentrifugal yang terdapat pada evaporator kemudian terjadi udara bersentuhan dengan pipa/coill evaporator yang didalamnya terdapat gas pendingin (freon). Di sini terjadi perpindahan panas
7. Suhu di luar ruangan lebih panas dibanding di dalam ruangan, sebab udara yang di dalam ruangan yang dihisap oleh kipas sentrifugal dan bersentuhan dengan evaporator, serta dibantu dengan komponen AC lainnya, kemudian udara dalam ruangan dikeluarkan oleh kipas udara kondensor. Dalam hal ini udara di luar ruangan dapat dihisap oleh kipas sentrifugal dan masuknya udara melalui kisi-kisi yang terdapat pada AC.
8. Gas refrigerant bersuhu tinggi saat akhir kompresi di condensor dengan mudah dicairkan dengan udara pendingin pada sistem air cooled atau uap refrigerant menyerap panas udara pendingin dalam condensor sehingga mengembun dan menjadi cairan di luar pipa evaporator. Karena air atau udara pendingin menyerap panas dari refrigerant, maka air atau udara tersebut menjadi panas pada waktu keluar dari kondensor. Uap refrigerant yang sudah menjadi cair ini, kemudian dialirkan ke dalam pipa evaporator melalui katup ekspansi. Kejadian ini akan berulang kembali seperti di atas.
2.8.4 Teknik Penghematan Energi Listrik Pada Sistem Ac
1. Cara Penentuan Penggunaan / Pemasangan AC
Istilah umum yang ada bila kita membahas AC adalah PK. Mungkin pengertian PK sendiri masih belum diketahui bagi banyak orang. PK merupakan singkatan dari Paard Kracht (Daya Kuda). Ini adalah sumber daya yang dibutuhkan untuk menghasilkan BTU/h (British Thermal Unit per hour). BTU inilah yang menentukan tingkat kesejukan udara yang dihasilkan. Memang, untuk menghasilkan BTU yang besar memerlukan PK yang besar pula. Itulah sebabnya tingkat dingin yang dihasilkan oleh AC sering ditentukan berdasarkan PK nya (Ida Bagus Adi Nugraha 2010).
Agar AC memberikan hasil yang maksimal dalam menyediakan udara yang sejuk berikut beberapa tips yang dapat dilakukan:
a) Sesuaikan ukuran ruangan dengan kapasitas AC.
b) Jangan diletakkan tepat di depan pintu, karena udara lebih mudah keluar ke ruangan lain.
c) Jangan letakkan AC terlalu dekat dengan atap. AC mengambil udara dari atas, maka bila terlalu dekat dengan plafon, ruang yang sempit menyebabkan udara yang masuk tidak maksimal.
d) Cuci filter AC 1 bulan sekali.
e) Lakukan pencucian evaporator AC 3 bulan sekali. 2. Pengunaan Inverter
Inverter merupakan rangkaian elektronika daya yang berfungsi sebagai pengubah arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC) dengan menggunakan metode switching dengan frekuensi tertentu. Switching itu sendiri adalah proses perpindahan antara kondisi ON dan OFF ataupun sebaliknya. Pencacahan arus DC dengan proses switching ini dimaksudkan agar terbentuk gelombang AC yang dapat diterima oleh peralatan/beban listrik AC(Hendra Wijaksana 2010).
Komponen utama yang digunakan dalam proses switching sebuah inverter haruslah sangat cepat, sehingga tidak memungkinkan bila digunakan saklar ON-OFF, relay, kontaktor dan sejenisnya. Akhirnya dipilihlah peralatan-peralatan semi-konduktor yang mampu berfungsi sebagai saklar/pencacah tegangan, selain itu juga mampu melakukan proses switching dalam tempo yang sangat cepat. Contoh semi-konduktor tersebut a.l. transistor, UJT, IGBT, dan sejenisnya. Pemilihan komponen yang digunakan di dalam pembuatan inverter harus memperhatikan dan membandingkan antara kemampuan komponen dengan nilai nominal tegangan dan arus yang diberikan (Nengah Suamawipa 2010).
Beberapa keuntungan yang Anda dapatkan pada AC inverter:
• Waktu yang lebih cepat untuk mencapai suhu ruangan yang kita inginkan. "Tarikan" pertama pada listrik 1/
3 lebih rendah dibandingkan AC yang tidak
menggunakan teknologi inverter.
• Lebih hemat energi dan uang karena teknologi ini menggunakan sumber daya yang 30% lebih kecil dibandingkan AC biasa. Beberapa merk air conditioner bahkan mengklaim dapat menghemat listrik hingga 60% dibanding AC tanpa inverter.
• Fluktuasi temperatur hampir tidak terjadi.
Proses pengaturan switching komponen semi-konduktor dapat dilakukan dengan menggunakan timer digital atau pulse generator, dapat juga dengan mengaplikasi sistem yang lebih inverter terprogram.
a. Contoh Rangkaian Inverter
Salah satu contoh rangkaian Inverter adalah sbb: • 12V DC to 220V 100W
Gambar 2.14 Contoh Rangkaian Inverter (Budiyono, 2014)
b. Aplikasi Teknologi Inverter
Teknologi inverter berkembang sangat cepat, bahkan secara tidak langsung teknologi ini sudah berada ditengah-tengah kehidupan kita. Sebaai contoh adalah: Air conditioner dengan teknologi inverter (saving energy), ups komputer untuk perkantoran, sollar cell, kereta listrik (dengan motor ac), dan tentunya masih banyak lagi. Bahkan ada juga inverter yang dimanfaatkan sebagai pelebur logam dengan memanfaatkan kemampuan inverter dalam menghasilkan frekuensi tinggi.
c. Perbandingan Antara AC Inverter Dengan AC Tanpa Inverter
Gambar 2.15 Gambar Perbandingan Antara Ac Inverter (Budiyono, 2014)
Dengan Tanpa Inverter Pada air conditioner, teknologi inverter terintegrasi di dalam unit outdoor. Compressor AC didalam unit outdoor mengubah tingkat kompresi
refrigerant, maka dalam proses tersebut dimungkinkanlah pengaturan suhu. Pada kenyataanya, pengaturan ini diperoleh dari pengubahan kecepatan motor didalam compressor AC. Karena kecepatan motor dapat dikontrol dengan halus pada berbagai tingkat, inverter control memungkinkan air conditioner tidak hanya hemat listrik, namun juga mampu melakukan pengaturan suhu yang lebih baik. Fungsi kunci dari inverter ini terletak pada komponen yang disebut microcontroller.
